金剛烷衍生物單體、彩色光阻劑及其制備方法、彩色濾光片的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及光刻膠技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種金剛烷衍生物單體、彩色光阻劑及其 制備方法、彩色濾光片。
【背景技術(shù)】
[0002] 彩色濾光片是液晶顯示器實(shí)現(xiàn)彩色化的關(guān)鍵組件，也是液晶顯示器中成本較大的 關(guān)鍵組件。用于制備彩色濾光片中彩色層的彩色光阻劑通常包括顏料分散液、堿可溶性樹 月旨、多官能基單體、光引發(fā)劑和溶劑等成份。
[0003] 在上述彩色光阻劑成分中，多官能基單體多為雙季戊四醇五六丙烯酸酯類多官能 基單體，但由于該類多官能基單體本身，不具有顯影性能，且同時(shí)耐熱性能欠佳，因此使得 制備得到的彩色光阻劑的解析度也受到影響，從而影響到了顯影步驟后彩色光阻圖像的線 寬以及該線寬所接近的光罩圖像的大小，使得目前制備得到的彩色光阻劑的解析度僅在 10-50μηι 左右。
[0004] 隨著人們對(duì)液晶顯示器顯示效果的要求越來越高，若能滿足人們對(duì)高清晰度的需 求，則需要將彩色光阻劑的解析度提高到3_7μπι左右。但該如何提高彩色光阻劑的解析度， 這已成為目前亟需解決的技術(shù)難點(diǎn)。
[0005] 金剛烷具有四個(gè)環(huán)己烷環(huán)縮合成籠形的結(jié)構(gòu)，是一種對(duì)稱性高且穩(wěn)定的化合物， 其衍生物由于顯示出特殊的功能，例如:光學(xué)特性、耐熱性等性質(zhì)，曾嘗試用于光盤基板、光 纖、透鏡中，此外，還嘗試?yán)媒饎偼檠苌锏乃崦粜?、耐干法刻蝕性、紫外線透過性等，將 其作為光致抗蝕劑用樹脂原料使用。因此，是否能夠?qū)⒔饎偼檠苌锛尤氲讲噬庾鑴┲?以改善彩色光阻劑的解析度，這將是本領(lǐng)域技術(shù)人員未來研究的重要課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種金剛烷衍生物單體、彩色光阻劑及其制備方法、彩色 濾光片，能夠改善用于彩色層的彩色光阻劑的解析度，從而滿足人們對(duì)高清晰度的需要。
[0007] 本發(fā)明的一方面提供了一種金剛烷衍生物單體，具有如下式(I)結(jié)構(gòu)：
[0009] 其中，辦、恥、1?3、1?4分別獨(dú)立地選自(：1~(：10或氫原子。
[0010] 本發(fā)明的另一方面提供了一種彩色光阻劑，由以下組分及重量份的原料制成：
[0011] 顏料分散液:20-40份；
[0012]光引發(fā)劑:〇.卜2份；
[0013] 堿可溶性樹脂:5-15份；
[0014] 溶劑:40-60份；
[0015]多官能基單體:4-7份；
[0016]其中，所述多官能基單體中至少包括：
[0017]雙季戊四醇五六丙烯酸單體:2-4份；
[0018] 如上述技術(shù)方案所述的金剛烷衍生物單體:2-3份。
[0019] 本發(fā)明的再一方面提供了一種如上述技術(shù)方案所述的彩色光阻劑的制備方法，包 括以下步驟：
[0020] 將顏料分散液加入到容器中；
[0021] 在攪拌下，依次向容器中加入堿可溶樹脂、多官能團(tuán)單體、光引發(fā)劑和溶劑，并在 室溫下繼續(xù)攪拌6-8小時(shí)，得到混合均勻的彩色光阻劑。
[0022] 本發(fā)明的又一方面提供了一種彩色濾光片，包括如上述技術(shù)方案所述的彩色光阻 劑。
[0023] 本發(fā)明提供了一種金剛烷衍生物單體，由于金剛烷衍生物單體結(jié)構(gòu)中含有剛性的 苯基基團(tuán)和易顯影的羧基基團(tuán)，具有光學(xué)特性、耐熱性、酸敏性等性質(zhì)，因此，可將其用于彩 色光阻劑中，以增強(qiáng)彩色光阻劑膜層的硬度；同時(shí)可提高彩色光阻圖像顯影前后的對(duì)比度， 有效縮短彩色光阻圖像的斜邊長(zhǎng)度，使得彩色光阻的線寬愈接近光罩的圖像愈具有較高的 解析度。
【附圖說明】
[0024] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的彩色光阻劑的制備方法的流程圖；
[0025] 圖2為利用本發(fā)明實(shí)施例及對(duì)比例提供的彩色光阻劑經(jīng)相同的彩色光阻劑制程得 到的彩色光阻圖像的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；?本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他 實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0027] 本發(fā)明實(shí)施例提供了一種金剛烷衍生物單體，具有如下式(I)結(jié)構(gòu)：
[0029] 其中，辦、1?2、1?3、1?4分別獨(dú)立地選自(：1~(：10或氫原子。
[0030] 由上述式（I)結(jié)構(gòu)可知，金剛烷衍生物具有四個(gè)環(huán)己烷環(huán)縮合成籠形的結(jié)構(gòu)，是一 種對(duì)稱性高且穩(wěn)定的化合物，具體到本實(shí)施例中，、R 4可分別獨(dú)立地選自C1~C10或 氫原子。
[0031] 本發(fā)明實(shí)施例提供了一種金剛烷衍生物單體，由于金剛烷衍生物單體結(jié)構(gòu)中含有 剛性的苯基基團(tuán)和易顯影的羧基基團(tuán)，具有光學(xué)特性、耐熱性、酸敏性等性質(zhì)，因此，可將其 用于彩色光阻劑中，以增強(qiáng)彩色光阻劑膜層的硬度；同時(shí)可提高彩色光阻圖像顯影前后的 對(duì)比度，有效縮短彩色光阻圖像的斜邊長(zhǎng)度，使得彩色光阻的線寬愈接近光罩的圖像愈具 有較高的解析度。
[0032] 然而，在由心、1?2、1?3、1?4分別獨(dú)立地選自(：1~(：10或氫原子形成的眾多金剛烷衍生 物單體中，在本實(shí)施例的一個(gè)實(shí)施例中，優(yōu)選1?1、1?2、1?3、1?4分別獨(dú)立地選自(：1或氫原子所形 成的金剛烷衍生物單體，這主要是考慮當(dāng)心、1? 2、1?3、1?4為由多個(gè)碳原子所構(gòu)成的烷基鏈時(shí)， 可能會(huì)因在空間結(jié)構(gòu)上與式(I)結(jié)構(gòu)本身中的相鄰基團(tuán)存在較大的空間位阻而影響金剛烷 衍生物單體本身的性能的發(fā)揮，因此，優(yōu)選具有較小空間位阻的C1或氫原子。
[0033]其中，當(dāng)仏、1?2、1?3、1?4分別選擇氫原子時(shí)，所形成的金剛烷衍生物單體為 ：1，3,5,7-四（4-丙烯酸基苯基)金剛烷，其結(jié)構(gòu)式如式（Π )所示：
[0035]進(jìn)一步，本實(shí)施例中還給出了可制備式（Π )所示出的1，3,5,7_四（4-丙烯酸基苯 基)金剛烷的制備方法，并對(duì)所制備得到的化合物用核磁圖譜加以驗(yàn)證，具體如下：
[0036] 將1，3,5,7_四（4-碘苯基）金剛烷（0.008mol)、丙烯酸（0.032mol)、三乙胺 (0.0128mol)、PdCl2(0.0016mol)和DMF(50mL)加入到 1000mL燒瓶中，在N2保護(hù)下于 160°C回 流12小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后冷卻到室溫，過濾，在濾液中滴加入lmol/L稀鹽酸，以將濾液的pH調(diào) 節(jié)為1，得淡黃色固體粗產(chǎn)品;繼續(xù)對(duì)粗產(chǎn)品用DMF重結(jié)晶，得到白色固體，產(chǎn)率為55 %。 [0037] 隨后對(duì)該白色固體的核磁圖譜進(jìn)行了解析，具體如下：^ΜΟ^δΟΟΜΗζ，CDC13): δ 10.8(s，4H),δ7·86(??，8Η)，δ7·44(??，12Η)，δ6.27((1,4H)，S1.54(S，12Η)，從而驗(yàn)證了該白色 固體即為1，3,5,7-四（4-丙烯酸基苯基)金剛烷。
[0038] 而當(dāng)1^、1?2、1?3、1?4分別選擇(：1時(shí)，所形成的金剛烷衍生物單體為：1，3,5,7-四（4-甲 基丙烯酸基苯基)金剛烷，其結(jié)構(gòu)式如式(m)所示：
[0040]進(jìn)一步，本實(shí)施例中也給出了可制備由式（ΙΠ )所示出的1，3,5,7-四（4-甲基丙烯 酸基苯基)金剛烷的制備方法，并對(duì)所制備得到的化合物用核磁圖譜加以驗(yàn)證，具體如下： [0041 ] 將1，3,5,7_四（4-碘苯基）金剛烷（0.008mol)、甲基丙烯酸（0.032mol)、三乙胺 (0.0128mol)、PdCl2(0.0016mol)和DMF(50mL)加入到 1000mL燒瓶中，在N2保護(hù)下于 160°C回 流12小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后冷卻到室溫，過濾在濾液中滴加入lmol/L稀鹽酸，以將濾液的pH調(diào)節(jié) 為1，得淡黃色固體粗產(chǎn)品;繼續(xù)對(duì)粗產(chǎn)品用DMF重結(jié)晶，得到白色固體，產(chǎn)率為51 %。
[0042] 隨后對(duì)該白色固體的核磁圖譜進(jìn)行了解析，具體如下：iH^RGOOMHz，CDC13): δ 10.7(s，4H)，δ7·45(πι，8Η)，δ7·12(πι，8Η)，δ6·15(πι，4Η)，δ2·42~2.40(111，24!〇，從而驗(yàn)證了 該白色固體即為1，3,5,7-四（4-甲基丙烯酸基苯基)金剛烷。
[0043]本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種彩色光阻劑，由以下組分及重量份的原料制成：
[0044]顏料分散液:20-40份；
[0045] 光引發(fā)劑:0.1-2份；
[0046] 堿可溶性樹脂:5-15份；
[0047] 溶劑:40-60份；
[0048]多官能基單體:4-7份；
[0049] 其中，所述多官能基單體中至少包括：
[0050] 雙季戊四醇五六丙烯酸單體:2-4份；
[0051 ]如上述實(shí)施例所述的金剛烷衍生物單體:2-3份。
[0052] 本發(fā)明實(shí)施例提供一種彩色光阻劑，其主要由顏料分散液、光引發(fā)劑、堿可溶性樹 月旨、溶劑、多官能基單體組成，其中多官能基單體中除了含有雙季戊四醇五六丙烯酸單體 外，還含有金剛烷衍生物單體。
[0053] 相比于現(xiàn)有技術(shù)中的彩色光阻劑中只含有雙季戊四醇五六丙烯酸酯類多官能基 單體而言，本申請(qǐng)實(shí)施例中的彩色光阻劑中還含有金剛烷衍生物單體。由于金剛烷衍生物 單體結(jié)構(gòu)中含有剛性的苯基基團(tuán)和易顯影的羧基基團(tuán)，具有光學(xué)特性、耐熱性、酸敏性等性 質(zhì)，因此，可將其用于彩色光阻劑中，以增強(qiáng)彩色光阻劑膜層的硬度；同時(shí)可提高彩色光阻 圖像顯影前后的對(duì)比度，有效縮短彩色光阻圖像的斜邊長(zhǎng)度，使得彩色光阻的線寬愈接近 光罩的圖像愈具有較高的解析度。
[0054]在上述實(shí)施例的可選實(shí)施例中，所述顏料分散液選自紅色顏料、綠色顏料、黃色顏 料、藍(lán)色顏料、紫色顏料和黑色顏料中的至少一種。可以理解的是，本實(shí)施例中所選用的顏 料分散液的種類并不局限于上述所列舉的種類，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)的需要， 選擇相應(yīng)顏色的分散液。
[0055]在上述實(shí)施例的可選實(shí)施例中，所述光引發(fā)劑選自苯乙酮系化合物、二苯甲酮系 化合物和二咪唑系化合物中的至少一種。例如，苯偶酰縮酮、α，α-二烷氧基苯乙酮、α-羥基 烷基苯基酮、氨基烷基苯基酮、二甲苯酮等?？梢岳斫獾氖?，本實(shí)施例中所選用的光引發(fā) 劑的種類并不局限于上述所列舉的種類，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)的需要，選擇上 述種類范圍內(nèi)的光引發(fā)劑。
[0056]在上述實(shí)施例的可選實(shí)施例中，所述堿可溶性樹脂選自亞克力樹脂、亞